6,6542 Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de frein à dis-que électrique comprenant - un étrier portant un premier patin de frein et un piston portant un second patin de frein pour coopérer avec le disque de frein - un motoréducteur actionnant le piston de frein pour commander le mouvement de serrage et de desserrage du frein, Etat de la technique Il existe déjà des systèmes de freins à moteur électrique du 10 type défini ci-dessus, notamment dans le document WO 2007/107398 Al. Il arrive que selon ses conditions de fonctionnement et son état, le frein émette des vibrations perçues de manière gênante. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un système 1s de frein à disque électrique permettant d'éliminer ou de réduire fortement les vibrations susceptibles d'être émises par le frein. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un système de frein à dis- que électrique du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend : 20 A) moins un capteur combiné au frein pour saisir un signal de vibration émis par le frein au moment de son actionnement, et B) un circuit d'analyse et de commande comprenant un moyen d'analyse de fréquence pour décomposer le signal en ses fréquences fondamentales, 25 - un comparateur pour comparer l'enveloppe des fréquences à un gabarit, et - un moyen de commande recevant le signal de comparaison pour modifier l'action de serrage du frein par le motoréducteur en fonction du résultat de la comparaison. 30 Le système de freins selon l'invention permet de contrôler, de limiter les vibrations et les efforts transmis au châssis par le frein lors d'une phase de serrage. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, le moyen d'analyse de fréquence applique une transformation de Fourier FFT au signal du capteur. 35 Le contrôle effectué par le circuit d'analyse et de commande permet d'agir tant au moment du serrage que lors du desserrage et d'éviter les bruits de broutage ou de sifflement. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electric brake system comprising: a caliper carrying a first brake shoe and a piston carrying a second brake shoe to cooperate with the brake disc; a geared motor; actuating the brake piston to control the clamping and unclamping movement of the brake, prior art There are already electric motor brake systems of the type defined above, especially in WO 2007/107398 A1. It happens that according to its operating conditions and its state, the brake emits vibrations perceived in a troublesome way. OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop an electric disc brake system 1s making it possible to eliminate or greatly reduce the vibrations that may be emitted by the brake. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION To this end, the invention relates to an electric disc brake system of the type defined above characterized in that it comprises: A) minus a sensor combined with the brake for gripping a vibration signal emitted by the brake at the moment of its actuation, and B) an analysis and control circuit comprising a frequency analysis means for breaking down the signal at its fundamental frequencies, a comparator for comparing the envelope frequencies to a template, and - a control means receiving the comparison signal for modifying the clamping action of the brake by the geared motor according to the result of the comparison. The brake system according to the invention makes it possible to control and limit the vibrations and the forces transmitted to the chassis by the brake during a clamping phase. According to a particularly advantageous characteristic, the frequency analysis means applies an FFT Fourier transform to the sensor signal. The control carried out by the analysis and control circuit makes it possible to act both at the time of tightening and during loosening and to avoid chatter or whistling noises.
Les vibrations et les efforts du frein transmis au châssis, sont réduits en phase active de serrage du frein. En l'absence de bruit, le système de freins est transparent et le circuit d'analyse et de commande n'agit pas sur le fonctionnement du frein. Ce n'est que si les limites prévues sont dépassées, qu'une action, de préférence avec réaction, est exercée. Suivant une caractéristique avantageuse, le gabarit appliqué à la comparaison avec le signal obtenu à partir du bruit, a, selon un exemple, un niveau constant ou sensiblement constant pour les basses io fréquences et les fréquences moyennes et se poursuit par limite décroissante à partir des fréquences moyennes vers les fréquences hautes. Selon l'invention, le moyen de commande du circuit d'ana-lyse et de commande intervient sur l'étage de puissance alimentant le motoréducteur. Cette intervention consiste à agir sur quelques pas de temps 15 par exemple en coupant l'alimentation du motoréducteur de façon à relâcher par intermittence le serrage pour éviter l'amplification des bruits de broutage ou plus généralement des vibrations. Suivant une autre caractéristique, le comparateur dispose de plusieurs gabarits dont l'un est sélectionné en fonction de l'état de 20 fonctionnement du véhicule, état fourni par l'unité de gestion commandant le fonctionnement du véhicule. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le capteur est un capteur piézo-électrique, un capteur dynamométrique ou un accéléromètre. 25 Suivant une autre caractéristique avantageuse, le capteur est installé sur le fond du piston de frein ou sur la tige de poussée du pis-ton ou encore entre le fond du piston de frein et l'étrier. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 30 détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un système de frein à dis-que électrique selon l'invention représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma d'ensemble du système de frein à disque selon l'invention, 35 - la figure 2 est un schéma du frein à disque selon l'invention, la figure 3 montre l'analyse de fréquence d'un signal fourni par un capteur, la figure 3A montre un graphe fréquence/amplitude d'un signal de bruit, * la figure 3B montre la comparaison entre le graphe fréquence/amplitude et un gabarit prédéfini pour un signal analysé, * la figure 3C montre un autre exemple de comparaison entre un graphe d'un autre signal et le gabarit prédéfini, - la figure 4 est un schéma de la courbe de l'intensité du courant élec- trique, commandée, alimentant le motoréducteur du frein à disque, - la figure 5 est une vue de dessus d'un exemple de frein à disque selon io l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Selon les figures 1 et 2, l'invention concerne un système de frein à disque électrique d'un système de freinage de véhicule. Le frein à disque se compose d'un étrier flottant 1 coiffant le 15 disque de frein 2 représenté schématiquement avec, d'un côté, l'étrier 1 se prolongeant par une chape Il portant un patin 12 et de l'autre un patin 3 porté par un piston 4. Le piston 4 est commandé pour effectuer le mouvement de serrage et le mouvement de desserrage appliqué par un moto-réducteur électrique 5 associé à un convertisseur de mouvement 6. Ce 20 convertisseur 6 transforme le mouvement de rotation du motoréducteur 5 en un mouvement de translation du piston 4. Un compensateur d'usure de frein 7 est interposé dans cette ligne de transmission de mouvement. Le motoréducteur 5 est alimenté par un étage de puissance 8 commandé par le système de freinage du véhicule et par un circuit 25 d'analyse et de commande 20 et relié au réseau d'alimentation électrique 30 du véhicule. Le mouvement du piston 4 se traduit par le serrage du dis-que 2 à la fois par le patin 3 et le patin 12 par le déplacement de l'étrier 11 comme cela est connu. 30 Le mouvement de desserrage produit l'effet inverse avec dé-placement à la fois de l'étrier 11 et du piston 4 pour écarter les deux patins des faces opposées du disque de frein 2. Le système comprend au moins un capteur 40 associé à l'étrier 1 et relié au circuit d'analyse et de commande 20. Le capteur 40 35 (ou un ensemble de plusieurs capteurs) est installé sur l'étrier 1 en un ou plusieurs points sensibles, pour détecter les vibrations de fonctionnement du frein (serrage et desserrage). Il s'agit par exemple d'un bruit de brou- tage ou de sifflement engendré par le frein en fonction de l'état de surface du disque et des plaquettes de frein ou de la présence de corps étrangers à la surface d'une plaquette; d'autres bruits peuvent être engendrés par le fonctionnement propre du frein, de la transmission de bruits de structure ou autres vibrations. Le capteur 40 est un capteur piézo-électrique, un capteur dynamométrique ou un accéléromètre Le circuit d'analyse et de commande 20 comprend un moyen d'analyse 21 recevant le signal SC du capteur 40 pour fournir le résultat de l'analyse de fréquence SD à un comparateur 22 recevant par ailleurs comme élément de comparaison, un gabarit G prédéfini. En fonction du résultat de la comparaison il transmet, un signal SE à un moyen de commande 23 qui génère un signal de commande SF appliqué à l'étage de puissance 8 du motoréducteur 5 pour en commander ou en modifier le fonctionnement. Le signal de commande SF peut également être appliqué au circuit de commande de l'étage de puissance si ce circuit n'est pas in 15 tégré à l'étage de puissance. De façon plus détaillée, le moyen d'analyse de fréquence 21 effectue l'analyse en fréquence du signal SC du capteur 40 détectant un signal de bruit SB du frein. L'analyse consiste à appliquer une transformation de Fourrier rapide (transformation FFT) pour obtenir les amplitu- 20 des aux différentes fréquences analysées et tracer un graphe fréquence/amplitude (figure 3A). Ce graphe SD est fourni au comparateur 22 qui reçoit un gabarit Gi prédéfini constituant le second terme de la comparaison à effectuer. Le gabarit préétabli Gi est fourni par une bibliothèque de gabarits 24 25 contenant l'enregistrement de différents gabarits établis par exemple selon différents états de fonctionnement du véhicule et des situations de freinage. Ces gabarits peuvent être définis à partir d'essais de freinage. La bibliothèque de gabarits 24 est commandée à partir du circuit de gestion 50 du moteur ou du véhicule recevant lui-même des informations de diffé- 30 rents capteurs de fonctionnement 51 et choisissant le gabarit Gi applicable à l'état de fonctionnement instantané du véhicule et du frein à commander. Le comparateur 22 compare le graphe fréquence/amplitude SD au gabarit Gi. 35 Selon l'exemple représenté (figures 3B, 3C), le gabarit Gi dé-finit une enveloppe formée d'une branche B 1 de hauteur constante (amplitude constante/amplitude limite) couvrant la plage des basses fréquences et des moyennes fréquences et se poursuivant par une branche décroissante B2 vers les fréquences élevées. Selon l'exemple présenté à la figure 3B, le graphe fréquence/amplitude SD est contenu dans la limite du gabarit Gi, si bien que 5 le comparateur transmet un signal de fonctionnement normal SEN au moyen de commande 23 qui ne modifie pas le fonctionnement du motoréducteur 5 actionnant le frein en n'intervenant pas sur l'étage de puissance 8. Si au contraire selon l'exemple de la figure 3C, le graphe amplitude/fréquence SD1 a certaines amplitudes dépassant le gabarit Gi, comme par exemple les amplitudes A4, A5 associées aux fréquences F4, F5, le comparateur 22 fournit un signal de dépassement de gabarit SEA au circuit de commande 23. Celui-ci génère un signal de fonctionnement SF pour modifier le fonctionnement du motoréducteur 5. The vibrations and the forces of the brake transmitted to the chassis are reduced in the active phase of brake application. In the absence of noise, the brake system is transparent and the analysis and control circuit does not affect the operation of the brake. Only if the prescribed limits are exceeded, an action, preferably with reaction, is exercised. According to an advantageous characteristic, the template applied to the comparison with the signal obtained from the noise, has, according to one example, a constant or substantially constant level for the low frequencies and the average frequencies and is continued by decreasing limit starting from medium frequencies to high frequencies. According to the invention, the control means of the ana-lysis and control circuit intervenes on the power stage supplying the geared motor. This intervention consists in acting on a few time steps, for example by cutting off the power supply of the gearmotor so as to intermittently release the clamping to prevent the amplification of chattering noises or, more generally, vibrations. According to another characteristic, the comparator has several templates, one of which is selected according to the state of operation of the vehicle, a condition provided by the management unit controlling the operation of the vehicle. According to another advantageous characteristic, the sensor is a piezoelectric sensor, a dynamometric sensor or an accelerometer. According to another advantageous characteristic, the sensor is installed on the bottom of the brake piston or on the thrust rod of the pis-ton or between the bottom of the brake piston and the caliper. Drawings The present invention will be described in more detail below with the aid of an exemplary embodiment of an electric brake system according to the invention shown diagrammatically in the accompanying drawings in which FIG. is an overall diagram of the disk brake system according to the invention; FIG. 2 is a diagram of the disk brake according to the invention, FIG. 3 shows the frequency analysis of a signal provided by a 3A shows a frequency / amplitude graph of a noise signal, FIG. 3B shows the comparison between the frequency / amplitude graph and a predefined mask for an analyzed signal, FIG. 3C shows another example of comparison. between a graph of another signal and the predefined jig, FIG. 4 is a diagram of the curve of the intensity of the controlled electric current supplying the gear motor of the disc brake, FIG. from an example the disk brake according to the invention. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION According to FIGS. 1 and 2, the invention relates to an electric disc brake system of a vehicle braking system. The disk brake consists of a floating caliper 1 covering the brake disk 2 shown schematically with, on one side, the yoke 1 extending by a yoke 11 carrying a pad 12 and the other a pad 3 The piston 4 is controlled to perform the clamping movement and the loosening movement applied by an electric gear motor 5 associated with a motion converter 6. This converter 6 converts the rotational movement of the geared motor 5 in a translational movement of the piston 4. A brake wear compensator 7 is interposed in this motion transmission line. The geared motor 5 is powered by a power stage 8 controlled by the vehicle braking system and by an analysis and control circuit 20 and connected to the power supply network 30 of the vehicle. The movement of the piston 4 results in the clamping of dis-2 at a time by the pad 3 and the pad 12 by the displacement of the stirrup 11 as is known. The loosening movement produces the opposite effect with displacement of both the yoke 11 and the piston 4 to move the two pads away from the opposite faces of the brake disk 2. The system comprises at least one sensor 40 associated with the stirrup 1 and connected to the analysis and control circuit 20. The sensor 40 (or a set of several sensors) is installed on the stirrup 1 at one or more sensitive points, to detect the vibrations of operation of the brake (tightening and loosening). For example, noise caused by the braking noise or whistling caused by the surface condition of the disc and the brake pads or the presence of foreign bodies on the surface of a plate. ; other noises can be generated by the proper functioning of the brake, the transmission of structural noise or other vibrations. The sensor 40 is a piezoelectric sensor, a dynamometric sensor or an accelerometer. The analysis and control circuit 20 comprises an analysis means 21 receiving the signal SC from the sensor 40 to provide the result of the frequency analysis SD. to a comparator 22 also receiving as a comparison element, a predefined template G. Depending on the result of the comparison, it transmits a signal SE to a control means 23 which generates a control signal SF applied to the power stage 8 of the geared motor 5 to control or modify its operation. The control signal SF can also be applied to the control circuit of the power stage if this circuit is not integrated with the power stage. In more detail, the frequency analysis means 21 performs the frequency analysis of the signal SC of the sensor 40 detecting a noise signal SB of the brake. The analysis consists of applying a Fast Fourier transform (FFT transformation) to obtain the amplitudes at the various frequencies analyzed and to draw a frequency / amplitude graph (FIG. 3A). This graph SD is provided to the comparator 22 which receives a template Gi predefined constituting the second term of the comparison to be made. The preset template Gi is provided by a library of templates 24 25 containing the registration of different templates established for example according to different operating states of the vehicle and braking situations. These templates can be defined from brake tests. The template library 24 is controlled from the engine management circuit 50 or the vehicle itself receiving information from different operating sensors 51 and selecting the applicable template Gi for the instantaneous operating state of the vehicle and brake to order. The comparator 22 compares the frequency / amplitude graph SD to the template Gi. According to the example shown (FIGS. 3B, 3C), the template Gi defines an envelope formed of a branch B 1 of constant height (constant amplitude / limiting amplitude) covering the range of the low frequencies and the medium frequencies and continuing with a decreasing branch B2 to high frequencies. According to the example shown in FIG. 3B, the frequency / amplitude graph SD is contained in the limit of the template Gi, so that the comparator transmits a normal operating signal SEN to the control means 23 which does not modify the operation of the gearmotor 5 actuating the brake by not intervening on the power stage 8. If, on the contrary, according to the example of FIG. 3C, the amplitude / frequency graph SD1 has certain amplitudes exceeding the jig Gi, such as, for example, the amplitudes A4 , A5 associated with the frequencies F4, F5, the comparator 22 provides a template overshoot signal SEA to the control circuit 23. This generates an operating signal SF to modify the operation of the geared motor 5.
La figure 4 montre un exemple de commande du motoréducteur du frein. Le graphe F représente l'intensité (I) du courant appliqué au motoréducteur 5 par l'étage de puissance 8 en fonction du temps (t) pour une phase de freinage. Cette intensité (I) a une partie initiale (F1) fortement croissante pour redescendre (F2) à un palier d'amplitude constante (F3) correspondant sensiblement au serrage du frein, puis une branche descendante F4 correspondant au desserrage du frein. Cette courbe normale de freinage initiale est modifiée par le circuit de commande 23 qui intervient par exemple sur le palier (F3) en le diminuant selon le tracé (F5) pendant une courte période At (quelques pas de temps) pour retourner au palier (F3), de façon à neutraliser ainsi la cause du bruit. Le système de commande fonctionne en boucle fermée ou ouverte puisque le capteur 40 fournit en permanence, un signal transmis au circuit d'analyse et de commande 20 qui réagit alors immédiatement en réaction au signal. La figure 2 montre différentes positions possibles pour un capteur par exemple, dans la position P 1 entre le piston du convertisseur de mouvement et le fond du piston de frein. Ce piston de frein 4 est creux et entoure en partie le piston du convertisseur. Figure 4 shows an example of control of the gear motor of the brake. The graph F represents the intensity (I) of the current applied to the geared motor 5 by the power stage 8 as a function of time (t) for a braking phase. This intensity (I) has a strongly increasing initial portion (F1) to descend (F2) to a constant amplitude bearing (F3) corresponding substantially to the brake clamping, then a downward branch F4 corresponding to the release of the brake. This normal initial braking curve is modified by the control circuit 23 which intervenes for example on the bearing (F3) by decreasing it according to the trace (F5) during a short period At (a few time steps) to return to the bearing (F3 ), so as to neutralize the cause of the noise. The control system operates in a closed or open loop since the sensor 40 continuously supplies a signal transmitted to the analysis and control circuit 20 which then reacts immediately in response to the signal. FIG. 2 shows different possible positions for a sensor, for example, in the position P 1 between the piston of the motion converter and the bottom of the brake piston. This brake piston 4 is hollow and partially surrounds the piston of the converter.
Le capteur peut également être installé sur le piston du convertisseur (position P2) ou entre la tige du piston et le motoréducteur (position P3). La figure 5 est une vue de dessus d'un frein à disque à moteur électrique selon l'invention montrant les grands ensembles du frein, à savoir l'étrier 1 avec la chape 11 et le motoréducteur avec interposition d'un capteur de vibration 40. s Le motoréducteur 5 est fixé à l'arrière de l'étrier flottant 1. Le système de commande de frein à disque électrique s'applique à chaque étrier de frein ou à seulement certains étriers de frein susceptibles de vibrer. Le système de commande peut également traiter de façon multiplexée, les signaux de plusieurs capteurs pour agir séparément io sur les différents motoréducteurs de frein. De façon générale, l'invention concerne le domaine des systèmes de freinage de véhicules automobiles. The sensor can also be installed on the converter piston (position P2) or between the piston rod and the gearmotor (position P3). FIG. 5 is a top view of an electric motor disc brake according to the invention showing the large brake assemblies, namely the stirrup 1 with clevis 11 and the geared motor with the interposition of a vibration sensor 40 The gearmotor 5 is attached to the rear of the floating caliper 1. The electric disc brake control system applies to each brake caliper or to only certain brake calipers capable of vibrating. The control system can also multiplexly process the signals of several sensors to act separately on the different geared motors. In general, the invention relates to the field of motor vehicle braking systems.
ls 20 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX ls 20 NOMENCLATURE OF THE MAIN ELEMENTS
1 étrier flottant 2 disque de frein 3 patin mobile 4 piston de frein 5 motoréducteur 6 convertisseur de mouvement 7 compensateur d'usure l0 8 étage de puissance 11 chape 12 patin fixe 20 circuit d'analyse et de commande 21 moyen d'analyse 15 22 comparateur 23 moyen de commande 30 réseau électrique du véhicule 40 capteur de migration 50 circuit de gestion du moteur 20 51 capteur 1 floating caliper 2 brake disc 3 movable shoe 4 brake piston 5 geared motor 6 motion converter 7 wear compensator l0 8 power stage 11 clevis 12 fixed shoe 20 analysis and control circuit 21 analysis method 15 22 comparator 23 control medium 30 vehicle electrical network 40 migration sensor 50 engine management circuit 20 51 sensor
G, Gi gabarit SB signal de bruit émis par le frein SC signal fourni par le capteur de vibration 25 SD signal résultant de l'analyse du signal du capteur SEN signal de comparaison normal SEA signal de comparaison avec dépassement de gabarit SF signal de commande 30 G, Gi template SB noise signal emitted by the brake SC signal provided by the vibration sensor 25 SD signal resulting from the sensor signal analysis SEN normal comparison signal SEA comparison signal with overshooting SF control signal 30